涡流损耗对爆炸去磁脉冲发生器输出性能的影响

 为了提高爆炸去磁脉冲发生器的输出能量，设计了绝缘层截断涡流回路磁体结构，以减小冲击去磁过程中磁体内产生涡流造成的能量损耗。把圆柱形钕铁硼磁体切分成4块，在块与块之间增加聚脂绝缘层，再组合成一个圆柱形整体，形成截断涡流回路的磁体结构。采用Maxwell 3D电磁场有限元分析软件，对未切分和切分后的钕铁硼磁体进行了静磁场计算，分析了两种结构下的磁感应强度分布。对这两种磁体结构的脉冲发生器进行了爆炸实验，测量了脉冲发生器输出的感生电动势，分析了涡流损耗对发生器输出电流的影响。结果表明：磁体中截断涡流回路的脉冲功率发生器涡流损耗较小，能够输出更大的电能。     

超导体与磁体间的三维磁力及磁场测试装置研制

本文研制的三维磁力测试夹具和三维霍耳探头，可以实现：1）直接测量出磁体与磁体、磁体与超导体等之间的三维磁力随两者之间相对位置的变化规律；2）直接测量出任何磁体或组合磁体在空间的三维磁场分布；3）通过将三个三维霍尔探头或九个单独的霍尔探头分别按研究内容的需要固定在所要研究的空间区域，再改变磁体与磁体之间、或磁体与超导体等之间的相对位置，从而在测量出它们之间的相互作用力的同时，测量出由于它们之间因相对位置改变而引起的动态磁场分布变化；还可以得到磁体接近超导体时磁场进入超导体的动态变化规律等．该套测试装置，将工作效率提高到原来的300％以上．这对研究磁性材料的宏观磁性质具有非常重要的意义．     

钕铁硼的冲击压缩特性

 利用二级轻气炮对恒磁体钕铁硼进行冲击压缩，采用阻抗匹配法进行测量，获得了平均初始密度为7.346 g/cm³的钕铁硼Hugoniot关系数据。实验结果表明，该种钕铁硼在19~78 GPa范围内，其D-u_p满足线性变化关系，即：C₀、λ分别为3.686 km/s、1.059，是一种稳定的压缩过程，其间没有相变产生。而较小的λ值表明该种钕铁硼材料偏向于疏松体结构，且容易被压缩。同时实验结果也为其状态方程和脉冲功率源等方面的研究工作提供了可资参考的实验参数。     

超导体与磁体间的三维磁力及磁场测试装置研制

本文研制的三维磁力测试夹具和三维霍耳探头,可以实现:1)直接测量出磁体与磁体、磁体与超导体等之间的三维磁力随两者之间相对位置的变化规律;2)直接测量出任何磁体或组合磁体在空间的三维磁场分布;3)通过将三个三维霍尔探头或九个单独的霍尔探头分别按研究内容的需要固定在所要研究的空间区域,再改变磁体与磁体之间、或磁体与超导体等之间的相对位置,从而在测量出它们之间的相互作用力的同时,测量出由于它们之间因相对位置改变而引起的动态磁场分布变化;还可以得到磁体接近超导体时磁场进入超导体的动态变化规律等.该套测试装置,将工作效率提高到原来的300%以上.这对研究磁性材料的宏观磁性质具有非常重要的意义.     

利用P—偏振光双面反射法测量多层膜的光学参数

利用Ｐ－偏振光双面反射法测量了浸泡提拉法制备了“有机硅树脂－二氧化硅－有机硅树脂”三层膜样品两面Ｐ－偏振光反射强比γ与入射角θ关系曲线，经过数据拟合，确定了这三层薄膜的光学参数，同时研究了薄膜间的相互作用层的光学参数，测量结果表明此方法可能成为研究薄膜和膜层之间的相互作用的一种新手段。     

隧道声显微镜的几种模式及理论研究

讨论了隧道声显微镜（TAM）的三种工作模式，即相互作用力-隧道间距模式、改进的STM测量模式和AFM测量模式，研究了它们的工作机理。建立了一个探针-样品相互作用的模型，理论分析了相互作用力与隧道间距的关系，计算结果与实验结果一致，该结果对于研制TAM实验系统和探针制备等具有指导意义．     

钕铁硼磁动机的设计

考虑到当今社会能源短缺问题,设计通过改变钕铁硼永磁体定位的电机,使得它们之间存在磁相互作用而产生能量。利用钕铁硼作为驱动能源,显示了一种新颖的控制磁相互作用或磁成员之间耦合的手段,坚固耐用,获得了大量的输出能量和扭矩,具有非常可观的实用及经济价值。     

钕铁硼强磁体的冲击去磁规律实验研究

为了研究钕铁硼(Nd2Fe14B)强磁体在冲击加载作用下的去磁规律,建立了平面波爆炸冲击加载实验装置,进行了冲击去磁实验.测量了冲击去磁产生的感生电动势,获得了冲击去磁时间、脉冲宽度等性能参数.通过改变加载磁体的冲击波强度和磁体尺寸参数,分析了Nd2Fe14B磁体在不同冲击波压力作用下的去磁程度和磁体尺寸参数对感生电动...     

扫描近场微波显微镜测量非线性介电常数的理论校准系数

从理论上分析了扫描近场微波显微镜中探针和非线性样品之间的相互作用，对非线性介电常数测量时的一个校准系数进行了理论分析和计算，得到该系数与介电常数之间的关系曲线，并对各方向的贡献和分辨率极限进行了初步探讨.     

纳米晶永磁材料晶间交换耦合作用的模拟计算研究

利用微磁学有限元法，模拟计算了单相和复相各向同性纳米晶磁体的起始磁化曲线、退磁曲线和回复曲线.验证了用δm(H)曲线的正峰值来衡量纳米晶磁体晶间交换耦合作用的有效性.计算 结果表明，纳米晶单相和复相磁体的晶间交换耦合作用都随晶粒尺寸的增加而降低，当晶粒尺寸过大时 复相磁体表现出两相行为，其δm(H)曲线出现了两个正峰值.分析表明，外场较小的正峰值是软磁相与硬磁相晶粒之间交换耦合作用的结果，而外场较大的正峰值是硬磁相晶粒之间交换耦合作用的结果. 关键词： 纳米晶永磁 晶间交换耦合 δm(H)曲线     

窄带随机激励双稳压电悬臂梁响应机制与能量采集研究

具有中心频率的窄带随机振动是一种典型的环境振动,其振动特征与环境的变化密切相关.本文以双稳压电悬臂梁能量采集系统为研究对象,分析系统在不同磁铁间距下的等效线性固有频率特性,以带通滤波器输出一定带宽的窄带随机激励模拟环境振动,研究系统的响应和能量采集特征.研究表明,对于一定带宽的窄带随机激励,一方面系统始终存在一个固定的磁铁间距使其输出达到峰值,另一方面当激励中心频率在一定范围内变化时,系统还分别存在另外两个或一个不同磁铁间距也能使系统输出达到峰值,而且该峰值特性是系统在其等效线性固有频率处诱导双稳或单稳“共振”形成的.研究结果可为具有窄带随机激励特征的振动能量采集提供一定的理论和技术支持.     

Excitation curve calibration for the SSRF magnet system

The needed electrical current for the magnet working under different energy loads can be easily calculated once the right relation between the magnet and the electrical current has been found. Therefore the excitation curve calibration for the magnet system is important to the SSRF. The measuring method on the magnet and the result of the excitation curve calibration are presented. The application of the excitation curve calibration for the bending magnet is given, and it is proved that the COD （Closed Orbit Distortion） and the working point of the storage ring are greatly affected by the current of the bending magnet.     

Excitation curve calibration for the SSRF magnet system

The needed electrical current for the magnet working under different energy loads can be easily calculated once the right relation between the magnet and the electrical current has been found. Therefore the excitation curve calibration for the magnet system is important to the SSRF. The measuring method on the magnet and the result of the excitation curve calibration are presented. The application of the excitation curve calibration for the bending magnet is given, and it is proved that the COD (Closed Orbit Distortion) and the working point of the storage ring are greatly affected by the current of the bending magnet.     

抗磁悬浮振动能量采集器动力学响应的仿真分析

分析了微型抗磁悬浮振动能量采集器中悬浮磁体的受力特性,发现了能量采集器的单稳态和双稳态现象,研究了能量采集器在不同工作状态下该两种稳态类型时的动力学响应特性.当能量采集器处于非工作的单稳态状态时,其动力学响应是在线性系统的基础上加入非线性扰动、幅频响应曲线向右偏转;热解石墨板间距越大,非线性扰动越强烈,右偏现象则越显著.当能量采集器处于非工作的双稳态状态时,其动力学响应比较复杂,出现倍周期、4倍周期以及混沌等非线性系统特有的现象.当能量采集器处于工作状态的双稳态状态时,其振动频率和外界激励频率保持一致,进行周期振动.该研究对抗磁悬浮振动能量采集器的结构设计具有重要的参考价值,为提高能量采集器的响应特性和输出性能提供了理论指导.     

空心圆柱形永磁体内径对单畴GdBCO超导块材磁悬浮力的影响

通过对空心圆柱形永磁体与单畴GdBCO超导体磁悬浮力的实验测量,研究了空心圆柱形永磁体内径(d)的变化对超导体磁悬浮力的影响.结果发现,当空心圆柱形永磁体内径从0 mm增加到26 mm时,超导磁悬浮力大小与空心圆柱形永磁体内径有着密切关系(最小测量间距Z=2 mm),所有超导磁悬浮力曲线都存在磁滞现象.随着空心圆柱形永磁体内径的增大,最小间距处超导磁悬浮力逐渐减小,从d=0 mm时的14.8 N减小为d=26 mm时的-0.1 N,d≥20 mm时,最小间距处超导磁悬浮力出现负值;当0 mm≤d5 mm时,超导体最大磁悬浮力出现在最小间距处,d≥5 mm时,超导磁悬浮力先增大后减小,最大超导磁悬浮力产生的位置随着内径的增大而变大.研究表明:只有科学合理地设计永磁体结构参数,才能获得较大的磁场强度,提高超导磁悬浮力特性.该结果对设计并优化磁悬浮轴承系统、环形轨道和超导体的实际应用具有一定的指导意义.     

基于近似解析法的超导储能磁体设计

降低超导储能磁体的研制成本一直是控制超导磁储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES) 总成本的重要手段之一. 本文考虑在一定磁体结构参数范围内, 磁体产生的最大磁场值可以采用级数进行 表示, 磁体的电感值可以采用线性函数表示, 给出了超导储能磁体磁场能量的近似解析表达式, 提出了一种基于近 似解析法的超导储能磁体设计方法. 该方法以储能磁体的线材用量最小作为设计目标, 在给定超导线材参数和临界电流特性曲线, 以及磁体储能总量要求的情况下, 依据此方法可快速的得到成本最优时所对应的磁体结构参数.将近似解析法优化和采用传统的有限元软件 Ansys 仿真优化进行对比分析, 结果表明采用近似解析法进行磁体优化更加方便快捷, 节省了大量计算时间.     

永磁导轨上高温超导块材排布方式与悬浮力关系的研究

本文研究了YBCO块材排布方式与其在永磁导轨上悬浮力的关系.实验结果表明:悬浮力与随悬浮间距成指数关系.而YBCO块材在导轨上方排列方式的不同,导致沿轨道横截面方向,每块超导块获得的悬浮力平均值差异较大.当超导块集中分布于轨道上方磁场强度最大的区域时,超导块平均悬浮力最大.这意味着,与其他排布方式相比,在获得同等悬浮力情况下,这种排布方法的超导块用量最少.这一结果对于超导磁悬浮系统的设计具有指导意义。     

Energy transfer in constant period free-electron lasers

A simple single particle model of a free-electron laser (FEL) amplifier has been used in a computer simulation to determine the maximum fractional conversion of electron kinetic energy to laser energy. The simulation results can be represented by a single universal curve. A simple scaling relationship for the length of the optimized constant period helix together with the universal curve permit one to predict maximum fractional energy conversion for any set of values of initial electron energy, initial laser intensity, magnetic field amplitude, and magnet period.     

30cm口径离子推力器磁场设计

为了对30cm口径离子推力器的磁场设计提出合理建议,研究了四极磁场结构下,不同尺寸的磁极宽度和磁极间距对磁极表面磁场强度和放电室电子约束长度的影响,并利用Maxwell-3D磁场分析软件得到柱段和锥段永磁体分别呈30°,60°和90°夹角时的放电室磁场强度分布,根据不同磁场强度计算了电子温度、离子密度以及电离率等推力器放电参数。结果表明,当推力器放电电压为30V时,磁极长度设计为0.008m且磁极间距取为0.12m,电子约束路径大约为50m;柱段和锥段永磁体分别呈30°,60°和90°夹角时,放电室磁场等势线基本在0.002~0.005T之间;永磁体夹角为60°时磁场分布和磁空区相比30°和90°夹角更为合理,此时的电子温度约在2~6eV,等离子体密度约在4×1017~8×1017 m-3,电子碰撞频率比率约在0.2~1.8范围内。     

纯永磁波荡器磁场计算的三维修正

 用归一化量对纯永磁波荡器的磁场进行三维计算分析,讨论了一般情况下有限磁极宽度的三维修正以及对好场区的影响,给出了磁极宽度对通常二维近似的修正曲线以及在不同磁极宽度下相对场强的横向变化曲线。